一种光学扫描单元及图像形成装置的制作方法

本实用新型涉及图像形成技术领域，尤其涉及一种光学扫描单元及图像形成装置。

背景技术：

目前打印机小型化、低成本化已经是一种发展趋势，为了满足打印机在小型化低成本化方面的需求，打印机的光学扫描单元被要求设计得更小、焦距更短、部件数量减少，在这样的前提下光学扫描单元的扫描透镜(即fθ透镜)的数量由原来的两个逐渐变为一个且fθ透镜的体积要求做得更小，即用一个更小的fθ透镜代替原来两个更大的fθ透镜的功能，这样使得fθ透镜的形状变得复杂同时光学性能对fθ透镜的位置误差的敏感性大幅增加，因此确保fθ透镜获得高的定位精度尤为重要。

现有公开的fθ透镜定位安装的技术方案中，一般是采用孔轴配合来实现fθ透镜的定位。如图1所示的定位结构，fθ透镜5在底座1上的定位方式具体为：fθ透镜5的两端(即非有效扫描区域)形成具有一定厚度的突出部5a和5b(5a与5b的厚度可以相等也可以不相等)以及第一阶梯面5c和5d，底座1上具有第二阶梯面1a～1f，fθ透镜的一端突出部5a嵌入第二阶梯面1a与1b构成的u型槽(孔)中，另一端突出部5b同样嵌入第二阶梯面1c与1d构成的u型槽(孔)中，这样通过孔轴配合形成了fθ透镜5在光轴方向(即z方向)上的定位；同时，fθ透镜5的第一阶梯面5c与5d之间也形成相对的突出部，并且嵌入第二阶梯面1e与1f构成的u型槽(孔)中，这样通过孔轴配合形成了fθ透镜5在主扫描方向(即y方向)上的定位；fθ透镜5的底面与底座1上凸起的筋条面1h与1g接触以形成fθ透镜5在副扫描方向(即x方向)上的定位。另外在副扫描方向上可以用胶水等粘性物体将fθ透镜5与底座1进行粘连固定，也可以用弹性部件压住fθ透镜5的顶面使fθ透镜紧紧贴住底座1的筋条面1h与1g，从而完成对fθ透镜5的固定。

然而这种采用孔轴配合的定位结构，fθ透镜5的定位误差除了正常存在底座1的定位面位置误差外，还引入了fθ透镜5与底座1的孔轴配合误差(即孔与轴的大小尺寸不相等时产生的配合误差)，进而会明显降低fθ透镜的定位精度，从而影响光学扫描单元的光学性能。

因此，目前亟待需要一种光学扫描单元及图像形成装置来解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供了一种光学扫描单元及图像形成装置，以提高扫描透镜的定位精度，并且不会造成光学扫描单元的成本上升。

本实用新型的第一方面提供了一种光学扫描单元，包括：

扫描透镜，被配置为使光源系统发出的光束成像在扫描目标的表面上；

定位部件，被配置为定位所述扫描透镜；

固定部件，被配置为使所述扫描透镜固定于所述定位部件上，所述固定部件分别与所述扫描透镜和所述定位部件接触，且所述固定部件能够从至少两个不同的方向与所述扫描透镜接触。

可选地，所述扫描透镜具有三个不同方向的基准平面和三个不同方向的被接触面，所述定位部件具有三个分别与三个所述基准平面接触的定位平面，所述固定部件具有三个分别与三个所述被接触面接触的接触面。

可选地，所述扫描透镜的至少一个端部设置有第一凹部，所述第一凹部形成有两个所述被接触面；

所述固定部件设置有第一突出部，所述第一突出部形成有两个所述接触面，所述第一突出部插入连接于所述第一凹部中。

可选地，所述固定部件与所述扫描透镜安装时，所述第一凹部形成的两个所述被接触面和所述第一突出部形成的两个所述接触面分别相互干涉，以使所述第一突出部与所述第一凹部过盈配合。

可选地，所述第一凹部形成的两个所述被接触面分别为第一被接触面和第二被接触面，所述扫描透镜的顶面为第三被接触面；

所述第一突出部形成有两个所述接触面分别为第一接触面和第二接触面，所述固定部件的上底面为与所述第三被接触面接触的第三接触面，所述第一接触面与所述第一被接触面接触，所述第二接触面与所述第二被接触面接触；

当所述第一接触面与所述第一被接触面接触时，所述第三接触面与所述第三被接触面之间的距离为s1；当所述第二接触面与所述第二被接触面接触时，所述第三接触面与所述第三被接触面之间的距离为s2，s1大于s2。

可选地，所述定位部件还设置有第二凹部，所述第二凹部形成有第一导向面；

所述固定部件还设置有第二突出部，所述第二突出部插入连接于所述第二凹部中；

所述第二突出部形成有第二导向面，所述第一导向面和所述第二导向面均为倾斜设置且二者相互贴合。

可选地，所述第二接触面与所述第二被接触面均为倾斜设置。

可选地，所述第一凹部设置有用于所述第一突出部插入的第一开口，所述第一凹部由所述第一开口沿着所述固定部件插入的方向延伸；

所述第二凹部设置有用于所述第二突出部插入的第二开口，所述第二凹部由所述第二开口沿着所述固定部件插入的方向延伸。

可选地，沿垂直于所述固定部件插入的方向，所述第一开口的尺寸小于所述第二开口的尺寸。

本实用新型的第二方面提供了一种图像形成装置，包括如上述所述的光学扫描单元。

采用上述技术方案后，有益效果是：

本实用新型通过利用固定部件分别与扫描透镜和定位部件接触，且固定部件能够从至少两个不同的方向与扫描透镜接触，从而提供了扫描透镜的定位精度，并且不会造成光学扫描单元的成本上升。

附图说明

图1为现有技术中扫描透镜的装配示意图；

图2为本实用新型实施例提供的图像形成装置的原理示意图；

图3为图2中光学扫描单元和光敏鼓的装配示意图；

图4为图3中光学扫描单元的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的固定部件与扫描透镜在定位部件上的安装示意图；

图6为图5中p方向的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的扫描透镜初定位的装配示意图；

图8为本实用新型实施例提供的扫描透镜装配完成后的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的固定部件与扫描部件在yz截面方向的安装示意图；

图10为本实用新型实施例提供的固定部件与扫描部件在xy截面方向的安装示意图；

图11为本实用新型实施例提供的固定部件与扫描部件在xz截面方向的安装示意图。

附图标记：

a-第二突出部；

b-第一突出部；

c-第一凹部；

c1-第一开口；

d-第二凹部；

d1-第二开口；

e-第三凹部；

k-光束；

x-副扫描方向；

y-主扫描方向；

z-光轴方向；

1-底座；

1a～1f-第二阶梯面；

1h、1g-筋条面；

5-扫描透镜；

5a、5b-突出部；

5c、5d-第一阶梯面；

10-光学扫描单元；

100-定位部件；

100a-第一定位平面；

100b-第二定位平面；

100c-第三定位平面；

100d-第一导向面；

200-固定部件；

200a-第一接触面；

200b-第二接触面；

200c-第三接触面；

200d-第二导向面；

300-扫描透镜；

300a-第一基准面；

300b-第二基准面；

300c-第三基准面；

300d-第一被接触面；

300e-第二被接触面；

300f-第三被接触面；

400-光源系统；

500-光学系统；

600-光学偏转器；

20-光敏鼓；

30-充电辊；

40-显影单元；

50-清洁单元；

60-转印辊；

70-定影单元。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本实用新型实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本实用新型实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

图2为本实用新型实施例提供的图像形成装置的原理示意图；图3为图2中光学扫描单元和光敏鼓的装配示意图；图4为图3中光学扫描单元的结构示意图；图5为本实用新型实施例提供的固定部件与扫描透镜在定位部件上的安装示意图；图6为图5中p方向的结构示意图；图7为本实用新型实施例提供的扫描透镜初定位的装配示意图；图8为本实用新型实施例提供的扫描透镜装配完成后的结构示意图；图9为本实用新型实施例提供的固定部件与扫描部件在yz截面方向的安装示意图；图10为本实用新型实施例提供的固定部件与扫描部件在xy截面方向的安装示意图；图11为本实用新型实施例提供的固定部件与扫描部件在xz截面方向的安装示意图。

如图2所示，本实用新型提供的一种图像形成装置包括光学扫描单元10、光敏鼓20、充电辊30、显影单元40、清洁单元50、转印辊60以及定影单元70。

为了打印图像，光学扫描单元10发出的光束扫描到光敏鼓20上，光敏鼓20(例如可以是光感受器)包括具有外圆周的圆柱形金属管，具有预定厚度的光敏层形成在外圆周上。充电辊40可以旋转并能接触光敏鼓20，以使光敏鼓20的表面充电到均匀电势。光学扫描单元10在主扫描方向上扫描根据图像信息调节的光束，从而在光敏鼓20表面的成像面上形成静电潜像。在此情况下，随着光敏鼓20的旋转，成像面在副扫描方向上移动，光学扫描单元10与水平同步信号同步以在主扫描方向上将光束扫描到成像面上，因此，二维的静电潜像形成在光敏鼓20表面的成像面上。

显影单元40能够将调色剂转移至光敏鼓20的表面，从而形成调色剂图像。随着光敏鼓20的旋转，光敏鼓20表面的调色剂图像被吸附至纪录介质p上。转印辊60具有一定的电压，使光敏鼓20表面上的调色剂图像更容易地被吸附到记录介质p上，在转印之后光敏鼓20表面的残留的调色剂会被清洁单元50去除。转移至记录介质p上的调色剂图像经过定影单元70的加热加压而被定影至记录介质p上，由此完成印刷操作。

如图3所示，光源系统400发出的光束k，经过光学系统500进行准直及聚焦后照射到光学偏转器600的反射面上发生偏转，并朝向扫描透镜300，再经过扫描透镜300的折射，以等线速度扫描到光敏鼓20上，使光敏鼓20上得到均匀的静电潜像。扫描透镜300设置为定位在定位部件100上，然后通过左右两端各设置一个固定部件200进行固定。其中，固定部件200是通过过盈配合固定在定位部件100上与扫描透镜300之间。

如图4所示，图4进一步地显示扫描透镜300的固定结构的形状及装配关系。具体地，光学扫描单元10包括扫描透镜300、定位部件100和固定部件200，扫描透镜300被配置为使光源系统400发出的光束k成像在扫描目标(即光敏鼓20)的表面上；定位部件100被配置为定位扫描透镜300，固定部件200被配置为使扫描透镜300固定于定位部件100上，固定部件200分别与扫描透镜300和100定位部件接触，且固定部件200能够从至少两个不同的方向与扫描透镜300接触。本实用新型通过利用固定部件200分别与扫描透镜300和100定位部件接触，且固定部件200能够从至少两个不同的方向与扫描透镜300接触，从而提供了扫描透镜的定位精度，并且不会造成光学扫描单元的成本上升。

其中，固定部件200可以被配置在扫描透镜300的两端或者是其中一端，也就是说，扫描透镜300沿主扫描方向(y)的至少一个端部设置有第一凹部c，如此使得固定部件200利用第一凹部c和第一突出部b的配合来对扫描透镜300进行固定。

如图5和图6所示，扫描透镜300具有三个不同方向的基准平面(分别为第一基准面300a、第二基准面300b、第三基准面300c)和三个不同方向的被接触面(分别为第一被接触面300d、第二被接触面300e、第三被接触面300f)，定位部件100具有三个分别与上述三个不同方向的基准平面接触的定位平面(分别为第一定位平面100a、第二定位平面100b、第三定位平面100c)，固定部件200具有三个分别与上述三个不同方向的被接触面接触的接触面(分别为第一接触面200a、第二接触面200b、第三接触面200c)；三个基准平面和三个被接触面分别与副扫描方向(x)、主扫描方向(y)和光轴方向(z)垂直设置，如此实现固定部件200将扫描透镜300固定于定位部件100上的目的。

可以理解的是，垂直设置是比较优选的方案，当然，也可以根据实际设计需求，允许基准平面和被接触面相对副扫描方向(x)、主扫描方向(y)和光轴方向(z)有一些倾斜。

另外，固定部件200也可以从两个不同的方向与扫描透镜300接触，例如固定部件200的在主扫描方向(y)和光轴方向(z)的接触面均为倾斜面，此时固定部件200也会对扫描透镜300施加一个沿着副扫描方向(x)的推力，从而使扫描透镜300与定位部件100保持紧密接触。当定位部件100、固定部件200与扫描透镜300安装到位后，三者之间会产生静摩擦力，保证扫描透镜300的安装是稳定可靠的，不能轻易地从定位部件100中脱出。

进一步地，扫描透镜300沿主扫描方向(y)的端部设置有第一凹部c，第一凹部c形成有两个被接触面，固定部件200设置有第一突出部b，第一突出部b形成有两个接触面，扫描透镜300定位在定位部件100上后，固定部件200插入扫描透镜300与定位部件100之间，第一突出部b沿着副扫描方向(x)插入连接于第一凹部c中，如此通过利用第一突出部b和第一凹部c插接配合的方式来实现固定部件200将扫描透镜300固定于定位部件100上的目的。

进一步地，如图10所示，固定部件200与扫描透镜300安装时，第一凹部c形成的两个被接触面分别和第一突出部b形成的两个接触面在固定部件200的安装方向上相互干涉，以使第一突出部b与第一凹部c过盈配合，从而使第一突出部b与第一凹部c充分紧靠接触，进而实现固定部件200将扫描透镜300固定于定位部件100上的目的。该两对相互干涉的被接触面及接触面的方向分别为扫描透镜300的主扫描方向(y)和光轴方向(z)。

下面将描述扫描透镜300的装配过程(即定位和固定的过程)，在此过程中将详细描述该装配结构的各部位的特征及用途：

如图7所示，将扫描透镜300的非扫描区域的端部(即沿主扫描方向(y)的端部)安装到定位部件100的第三凹部e，第三凹部e位于第二凹部d沿主扫描方向(y)的内侧，且第三凹部e的宽度略大于扫描透镜300沿主扫描方向(y)的端部的宽度，并且使扫描透镜300的第一基准面300a、第二基准面300b、第三基准面300c分别与定位部件100的第一定位平面100a、第二定位平面100b、第三定位平面100c大致接触，这样完成扫描透镜300的初定位(即大概定位)，以方便后续固定部件200的固定工作。

其中，第一凹部c设置有用于第一突出部b插入的第一开口c1，第一凹部c由第一开口c1沿着固定部件200插入的方向延伸；第二凹部d设置有用于第二突出部a插入的第二开口d1，第二凹部d由第二开口d1沿着固定部件200插入的方向延伸，如此可以实现第一凹部c和第二凹部d均具有暴露于外界的插入端(即第一开口c1和第二开口d1)，从而方便固定部件200的插入。

进一步地，沿垂直于固定部件200插入的方向，第一开口c1的尺寸小于第二开口d1的尺寸，这是因为在扫描透镜300上开设尺寸过大的第一凹部c会增加对扫描透镜300破坏的风险和对扫描透镜300结构强度的影响。通过设置第一开口c1的尺寸(即宽度)小于第二开口d1的尺寸，可以将对扫描透镜300固定的作用力传递至定位部件100上，从而利用第二突出部a和第二凹部d的牢固配合实现对扫描透镜300的固定。

在对扫描透镜300的初定位后，再将固定部件200的第二突出部a沿着第二凹部d的第二开口d1以及将第一突出部b沿着第一凹部c的第一开口c1往+x方向下压直到固定部件200的第三接触面200c(即固定部件200的上顶面)与扫描透镜300的第三被接触面300f(即扫描透镜300的顶面)接触完成固定工作(如图8所示)。在主扫描方向(y)上，第二突出部a与第二凹部d的宽度基本一致，从而第二凹部d限制第二突出部a在该方向上的移动，进而通过第二突出部a的下压推动扫描透镜300在主扫描方向(y)的移动并靠近第一定位平面100a，直到固定部件200装配到位，无法再下压。而在光轴方向(z)上，设置在定位部件100上的第一导向面100d限制第二突出部a在该方向上的移动，进而通过第二突出部a的下压推动扫描透镜300在光轴方向(z)的移动并靠近第二定位平面100b，直到固定部件200装配到位，无法再下压。最终，扫描透镜300在固定部件200的挤压下，使得第一基准面300a、第二基准面300b、第三基准面300c分别与第一定位平面100a、第二定位平面100b、第三定位平面100c充分紧靠接触。

下面进一步说明如何实现各基准面与定位面的充分接触：

如图9所示，固定部件200的第一突出部b与扫描透镜300的第一凹部c在y、z方向上存在一定的干涉量，即第一接触面200a与第一被接触面300d干涉，第二接触面200b与第二被接触面300e干涉。由于干涉装配量的存在，使得扫描透镜300受到垂直于第一被接触面300d的压力f1及垂直于第二被接触面300e的压力f2。压力f1使扫描透镜300的第一基准面300a与定位部件100的第一定位面100a紧紧接触，从而完成扫描部件300在主扫描方向(y)的定位；同理，压力f2使扫描透镜300的第二基准面300b与定位部件100的第二定位面100b紧紧接触，从而完成扫描部件300在光轴方向(z)的定位。

另外，如上所述，完成装配时固定部件200的第三接触面200c与扫描透镜300的第三被接触面300f是绝对接触的，第三被接触面300f的相对面(即第三基准面300c)与定位部件100的第三定位面100c也是绝对接触的，且由于压力f1与f2的存在使得扫描透镜300、定位部件100和固定部件200之间的接触面存在静摩擦力f(图中未示出)，从而保证第三基准面300c与定位部件100的第三定位面100c的接触是稳定可靠的，这样就实现了扫描部件300在副扫描方向(x)的定位。同时，静摩擦力f的存在使得固定部件200不能轻易地从扫描透镜300与定位部件100之间脱出，而且扫描透镜300也不能轻易地从定位部件100中脱出，从而完成了扫描透镜300的可靠固定。

更进一步地，由于扫描透镜300对主扫描方向(y)的误差比较敏感，所以需要先进行主扫描方向(y)上的定位，这是因为如果光轴方向(z)先完成定位，光轴方向(z)上的压力f2产生的静摩擦力会对扫描透镜300在主扫描方向(y)上的移动造成一定阻碍，不利于主扫描方向(y)的移动。下面将描述如何实现主扫描方向(y)先于其他方向的定位。

如图10所示，在主扫描方向(y)上的定位过程具体是：固定部件200沿着定位部件100的第二凹部d压入装配过程中，由于第二突出部a受到第二凹部d的限制，第一接触面200a与扫描透镜300的第一被接触面300d干涉接触开始的位置。此状态下，扫描透镜300刚好完成主扫描方向(y)的定位。如图11所示，在光轴方向(z)上的定位过程具体是：固定部件200继续沿着定位部件100的第二凹部d压入装配过程中，由于第二突出部a受到第一导向面100d的限制，第二接触面200b与扫描透镜300的第二被接触面300e干涉接触开始的位置。此状态下，扫描透镜300刚好开始进行光轴方向(z)的定位。

当固定部件200开始插入第二凹部d时，第一接触面200a与第一被接触面300d接触，第三接触面200c与第三被接触面300f之间的距离为s1；当固定部件200继续插入第二凹部d时，第二接触面200b与第二被接触面300e接触，第三接触面200c与第三被接触面300f之间的距离为s2，s1大于s2。第一接触面200a与扫描透镜300的第一被接触面300d干涉接触先于第二接触面200b与扫描透镜300的第二被接触面300e干涉接触，也就可以实现主扫描方向(y)定位先于光轴方向(z)的定位。

一般将定位部件100的第一导向面100d与固定部件200的第二导向面200d倾斜设置。当然可以理解的是，也可以将第二接触面200b与第二被接触面300e均为倾斜设置。另外，由于固定部件200的第三接触面200c与扫描透镜300的第三被接触面300f的是装配最后才接触的，所以副扫描方向(x)的定位是最后实现的，所以不会影响主扫描方向(y)的定位。

需要指出的是，为了便于固定部件200的第一突出部b向扫描透镜300的第一凹部c的插入配合，第一接触面200a和/或第一被接触面300d具有导向斜面(可参见图10)。

在上述扫描透镜300、定位部件100和固定部件200的装配结构中，扫描透镜300的y、z、x方向定位是分别通过第一基准面300a与第一定位面100a接触、第二基准面300b与第二定位面100b接触、第三基准面300c与第三定位面100c接触来实现的，如此可以消除孔轴配合定位带来的孔轴配合误差，提高了扫描透镜300的安装精度，从而提高扫描单元的性能。

另外，在本实用新型中，通过位于固定部件200上的第一突出部b的两个不同方向(即主扫描方向(y)和光轴方向(z))的接触面分别与位于扫描透镜300上的第一凹部c的两个被接触面相互接触，实现扫描透镜300在主扫描方向(y)和光轴方向(z)的定位。而且，第一突出部b被设置在第二突出部a上，且第一突出部b的体积比第二突出部a小，这样，在固定部件200形成时，第一突出部b的精度能够更好地被控制，保证与扫描透镜300的装配精度。不过，与以上实施例不同的是，在本实用新型的实施例基础上，本领域技术人员也可以想到，当第二突出部a的精度足够高的时候，可以不设置第一突出部b，直接用第二突出部a的两个不同方向(即主扫描方向(y)和光轴方向(z))的接触面分别与第一凹部c的两个被接触面相互接触，也能够实现对扫描透镜300的定位。

另外，在本实用新型中，固定部件200是沿着扫描透镜300的副扫描方向(x)压入扫描透镜300与定位部件100之间，从而实现装配和固定。不过，与以上实施例不同的是，在本实用新型的实施例基础上，本领域技术人员也可以想到从主扫描方向(y)或者光轴方向(z)压入扫描透镜300与定位部件100之间，在这种方式下，第一凹部c与第二凹部d的开口方向需要调整到固定部件200的压入方向。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。